DE3522612A1 - Polsterung fuer federkernsitze und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Polsterung fuer federkernsitze und verfahren zur herstellung derselben

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Polsterung für Federkernsitze, bestehend aus Polyurethanweichschaum und einem damit verbundenen Vlies, sowie Verfahren zur Herstellung derselben.

Aus der DE-OS 30 11 446 ist eine Polsterung für Feder­ kernsitze in Fahrzeugen bekannt, welche aus Polyurethan­ schaumstoff und einem damit verbundenen Vlies auf Basis von Polyesterfasern besteht. Diese Polsterung hat sich an sich gut bewährt, weist jedoch noch den Nachteil auf, daß sie nur in ebenflächiger Form vorliegt und sich weder den Konturen des Federkerns anpaßt noch dem Überzug eine Konturform geben kann und daher zusätzlich nachträglich mit Hilfe von Durchzügen, die im Federkern verankert werden, unter Spannung verformt werden muß.

Dieser Arbeitsgang kann nur entfallen, wenn die Polste­ rung bereits so vorgeformt ist, daß sie sich den Kon­ turen des Federkerns anpaßt und dabei biegesteif genug ist, daß ein aufgehefteter Überzug in der gewünschten Form gehalten wird.

Zu diesem Zweck sind bereits Laminate hergestellt worden, die aus einem vorgeformten Vlies bestehen und mit Polyurethanweichschaum hinterschäumt wurden. Diese Laminate sind jedoch qualitativ unbefriedigend, da eine derartige hinterschäumte Polyurethanschicht stets ein relativ hohes Raumgewicht hat und kostspielig ist. Wei­ terhin weisen derartige Polyurethanweichschäume auf­ grund der anzuwendenden Rezepturen unbefriedigendes Druckverformungsverhalten auf.

Es ist ferner bekannt, flächige Abschnitte aus Poly­ urethanblockschaum spanabhebend, beispielsweise durch Formschnitt, zu geformten Gebilden zu schneiden oder aus mehreren Lagen dieses Materials zu konfektionieren. Hierbei müssen jedoch hohe Lohnkosten und hoher Ma­ terialabfall in Kauf genommen werden.

Geformte Polsterungen für Federkernsitze werden nach dem Stand der Technik überwiegend aus Gummihaar herge­ stellt, welches jedoch wegen seines hohen Gewichtes nach Möglichkeit durch leichtere Polstermaterialien ersetzt werden soll, die trotzdem zu einer gleichwer­ tigen Polsterung führen.

Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, eine Polsterung für Federkernsitze, bestehend aus Polyure­ thanweichschaum und einem damit verbundenen Vlies, zu entwickeln, welche einfach und preiswert herzustellen ist, die Verwendung des bewährten Polyurethanblock­ schaumes als ebenflächigen Zuschnitt gestattet und aus­ reichend biegesteif ist, daß der darauf geheftete Über­ zug in der gewünschten Kontur gehalten wird und sich das überzogene Polsterteil den Konturen des Federkerns anpaßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

  • a) das Vlies in einer oder mehreren Lagen aus mindes­ tans bis 180°C temperaturbeständigen Fasern be­ steht, welche mittels eines thermoplastischen Bindemittels verbunden sind,
  • b) die Polyurethanweichschaumschicht offenporig ist, mindestens 5 Minuten bei 200°C temperaturbestän­ dig ist, eine Dicke von mindestens 10 mm und ein Raumgewicht von mindestens 15 kg/m3 aufweist, und
  • c) der Verbund von Schaum und Vlies aus einem Heiß­ schmelzkleber besteht, der eine Wärmestandfestig­ keit von mindestens 120°C und eine Siegeltempera­ tur von unter 180°C aufweist, wobei die Differenz der Siegeltemperatur des Heißschmelzklebers und die Plastifizierungstemperatur des Bindemittels des Vlieses nicht mehr als 50°C beträgt, und
  • d) die Polsterung unter Einwirkung von Druck und Wärme verformt ist.

Die erfindungsgemäße Herstellung dieser Polsterungen erfolgt dadurch, daß man

  • a) ein Vlies in einer oder mehreren Lagen aus mindes­ tens bis 180°C temperaturbeständigen Fasern, welche mittels eines thermoplastischen Bindemittels verbunden sind, mit
  • b) einer offenporigen Polyurethanweichschaumschicht, die mindestens 5 Minuten bei 200°C temperaturbe­ ständig ist, eine Dicke von mindestens 10 mm und ein Raumgewicht von mindestens 15 kg/m3 aufweist, mittels eines Heißschmelzklebers, der eine Wärme­ standfestigkeit von mindestens 120°C und eine Siegeltemperatur von unter 180°C aufweist, wobei die Differenz der Siegeltemperatur des Heißschmelz­ klebers und Plastifizierungstemperatur des Binde­ mittels des Vlieses nicht mehr als 50°C beträgt, miteinander verklebt und vorzugsweise gleichzeitig unter Einwirkung von Druck und Wärme verformt und in der Form unter Zuhaltung erkalten läßt.

Es ist zwar bekannt, biegesteife Folien, beispielsweise Hart-PVC oder ABS, mit einer 2 bis 3 mm starken Schaum­ stoffschicht zu laminieren, um Dröhngeräusche zu ver­ meiden, die bei Kontakt von Formteilen aus solchen Fo­ lien mit Metallen entstehen. Bei diesen Artikeln be­ stimmt jedoch allein der biegesteife Kunststoff der Folie die endgültige Form. Die dünne Schaumstoffschicht hat praktisch keinen Einfluß auf die sonstigen mecha­ nischen Eigenschaften der tiefgezogenen Kunststofftei­ le.

Es war keineswegs vorherzusehen, daß die erfindungsge­ mäße Kombination aus relativ dicken Schichten von Poly­ urethanweichschaum mit den relativ dünnen und elastischen Schichten des Vlieses durch die spezielle Art der Verklebung und Verformung dauerhaft verformt werden können, und somit in der Lage sind, die gestell­ te Aufgabe zu lösen. Dabei ist es jedoch notwendig, die oben genannten Merkmale und Eigenschaften der einzelnen Komponenten sowie die Verfahrensparameter einzuhalten, da andernfalls ungeeignete oder den Anforderungen nicht gerecht werdende Produkte entstehen.

So muß das Vlies aus mindestens bis 180°C, vorzugswei­ se sogar bis 200°C temperaturbeständigen Fasern be­ stehen, welche mittels eines thermoplastischen Binde­ mittels verbunden sind. Geeignete Fasern sind sowohl Natur- als auch Kunstfasern, wie Polyamide, Kollagen, Polyester, Polyacrylnitril und Cellulose. Diese Fasern können als Stapelfaser, vorzugsweise aber auch als End­ losfasern eingesetzt werden. Endlosfasern sind mechanisch stabiler gegen Abrieb und führen daher zu noch besseren Produkten.

Als Bindemittel für die Vliese kommen insbesondere Po­ lyacrylate, Polymethacrylate und Polyvinylproprionate in Frage. Diese werden vorzugsweise als Dispersionen eingesetzt. Prinzipiell sind aber auch Kunststoffe und Kunststoffdispersionen geeignet, die aus gleichem oder ähnlichem Material bestehen wie typische Heißschmelz­ kleber, nämlich Tripolymere vom Typ EVA, Copolymere von Polyamiden, lineare Polyurethane und Kunstharze, die zum Teil sogar auf Naturharzen basieren und beispiels­ weise zur Verleimung von Papieren eingesetzt werden.

Das Flächengewicht der Vliese kann zwischen 100 und 2000 g/m2 gewählt werden in Abhängigkeit von der gefor­ derten Belastbarkeit. Bevorzugte Materialien sind mit Polyacrylatdispersionen gebundene Vliese aus Endlos­ fasern von Polyestern und Polyacrylnitril. Das Vlies kann in einer oder mehreren Lagen angewandt werden.

Die Bindemittel des Vlieses sollten nach Möglichkeit eine Wärmestandfestigkeit von mindestens 100°C, vor­ zugweise 120°C aufweisen. Die Plastifizierungstempe­ ratur sollte unter 200°C, vorzugsweise unter 180°C liegen.

Die verwendeten Heißschmelzkleber müssen unbedingt eine Wärmestandfestigkeit von mindestens 120°C und eine Siegeltemperatur von unter 180°C aufweisen, wobei die Differenz der Siegeltemperatur des Heißschmelzklebers und die Plastifizierungstemperatur des Bindemittels des Vlieses nicht mehr als 50°C, vorzugsweise nicht mehr als 20°C beträgt. Besonders bevorzugt sind Heiß­ schmelzkleber mit einem relativ breiten Plastifi­ zierungsbereich und relativ hoher Viskosität im Klebe­ bereich. Heißschmelzkleber, die einen relativ engen Plastifizierungsbereich haben und zu niedrig viskosen Produkten führen, können beim erfindungsgemäßen Ver­ fahren dazu führen, daß sie entweder in den Schaum oder in das Vlies absacken und dadurch nicht mehr in aus­ reichendem Maße zur Verbindung von Schaumstoff und Vlies zur Verfügung stehen. Falls die Heißschmelzkleber durch das Vlies hindurchfließen könnten, würden sie sogar zu Verklebungen mit der Form führen. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn das Bindemittel des Vlieses mit dem Heißschmelzkleber verträgliche Mischungen bildet. Das gleiche gilt bezüglich der Ver­ träglichkeit des Heißschmelzklebers mit Polyurethan, da dies zu einer besonders guten und formstabilen Be­ festigung und Verfestigung der Polyurethanschaumstoff­ schicht im Grenzbereich führt.

Als Heißschmelzkleber kommen daher insbesondere Tri­ polymere auf Basis von EVA, Copolymere von Polyamiden, lineare Polyurethane und Kunstharze in Frage, die teil­ weise auf Naturharzen beruhen.

Die Heißschmelzkleber können prinzipiell auf verschie­ dene Weise aufgebracht werden, beispielsweise als Fo­ lien, Netze oder gelochte Folien, als Streupulver oder vorzugsweise als Auftrag aus der Schmelze, und zwar ganzflächig oder rasterförmig. Besonders bevorzugt ist die Auftragung eines Heißschmelzklebers aus der Schmel­ ze auf das Vlies und anschließende Verklebung und Ver­ formung mit dem Polyurethanweichschaum.

Als Polyurethanweichschaum kommen prinzipiell alle offenporigen, weichelastischen Polyurethane in Frage, die sich in großen Blöcken herstellen lassen. Besonders bewährt haben sich Polyurethanweichschäume auf Basis von Polyether-Polyolen. Diese Polyurethanweichschäume sind offenporig und mindestens 5 Minuten bei 200°C temperaturbeständig. Für die erfindungsgemäßen Polster sollen sie in Stärken von mindestens 10 mm vorliegen. In der Praxis werden Schichtdicken von 20 bis 50 mm eingesetzt. Das Raumgewicht der Polyurethanweichschäume muß mindestens 15 kg/m3 aufweisen. Vorzugsweise werden Raumdichten von mindestens 30 kg/m3 eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Verformung unter Einwirkung von Druck und Wärme erfolgt in an sich bekannter Weise. Geeignet sind beispielsweise heizbare und kühlbare Dop­ pelformen. Geeignet sind auch Stempel. Vorzugsweise wird die Verformung im Vakuum-Tiefziehverfahren mit Gummitüchern und gekühlten Formen durchgeführt. Dazu werden das Vlies mit der bereits zuvor aufgetragenen Schicht des Heißschmelzklebers nach oben mit der Poly­ urethanweichschaumschicht bedeckt in eine seitlich luftdicht abgeschlossene Kammer gebracht, die in be­ liebiger Weise, etwa von oben mit einem Gummituch abge­ deckt ist. Zunächst wird von unten mit Heißluft oder Infrarotstrahlern so weit aufgeheizt, daß die Kleb­ schicht des Heißschmelzklebers plastifiziert, dann wer­ den die Wärmequellen entfernt und von unten eine ge­ kühlte Form herangeführt. Durch Anlegen von Vakuum drückt jetzt das Gummituch gleichmäßig mit ca. atmos­ phärem Druck auf die Schaumschicht und führt zum Ver­ kleben und Verformen des Laminats. Es wird so lange gekühlt, bis das Bindemittel im Vlies, die Heißkleber­ schicht und die mit Heißkleberschicht durchsetzten Tei­ le der Schaumstoffschicht erstarrt sind. Das so erhal­ tende Produkt behält die vorbestimmte Form. In der Praxis haben sich Aufheizzeiten von 10 bis 60 Sekunden und Kühlzeiten von 60 bis 300 Sekunden bewährt. Nachdem das gebildete Laminat ausreichend erkaltet oder aktiv gekühlt wurde, kann es aus der Form herausgenommen wer­ den. Die Laminate können in ähnlicher Weise wie die flachen Polsterungen gemäß DE-OS 30 11 446 gestapelt, gelagert, transportiert und verarbeitet werden, wobei jedoch die Polster sich unmittelbar an die Konturen des Federkerns anpassen und den aufgehefteten Überzug ohne weiteres in Konturform halten, ohne daß Überzug und Polster durch zusätzliche, im Federkern verankerte Durchzüge in die Kontur des Federkerns nachträglich eingezogen und darin verankert werden müssen.

In der anliegenden

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Polsterung gezeigt. In der

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Polsterung auf der Linie A-B ge­ zeigt. Hierzu bedeuten

  • 1 die Schaumstoffschicht,
    2 das Vlies und
    3 die Sitzmulden.

Die erfindungsgemäße Polsterung für Federkernsitze ist vorzugsweise für den Fahrzeugbau geeignet. Sie kann jedoch ohne weiteres auch für Sitzmöbel verwendet wer­ den, wobei auch die zuvor erfolgte Verformung die wei­ tere Verarbeitung erleichtert und zusätzliche, nach­ trägliche Durchzüge überflüssig werden.

eine typische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polsterung sowie des Verfahrens zu seiner Herstellung sind in dem nachfolgenden Beispiel näher erläutert.

Ein Endlos-Wirr-Vlies aus Polyester-Faser mit einem Flächen-Gewicht von 250 g/m2 wird auf einer Seite mit einem Heiß-Siegel-Kleber mit einem Erweichungspunkt von ca. 140°C in einer Menge von ca. 40 g/m2 beschichtet.

Dieses beschichtete Vlies wird in den Umrissen des vor­ gesehenen Polsterteiles ausgestanzt. Ferner werden aus dem beschichteten Vlies kleinere Flächen ausgestanzt, die in Form und Umfang dem am stärksten tiefzuziehenden Bereich des Polstersitzes entsprechen.

Eine 30 mm starke Schicht Ether-Polyurethanschaum mit einer Rohdichte von 45 kg/m³ wird ebenfalls in den Um­ rissen des zu fertigenden Polstersitzes ausgestanzt.

Auf den Formabdeckrahmen in einer Vakuum-Tiefzieh-Ma­ schine wird dann aufeinandergelegt:

  • - Der große Vlies-Stanzling mit den Umrissen des Polsterteils, die Kleberschicht nach oben,
  • - der oder die kleinen Vlies-Stanzlinge in einer Lage, die den am stärksten tiefzuziehenden Partien entspricht, darüber, die Kleberschicht nach oben,
  • - der Schaumstoff-Stanzling,
  • - über das Paket wird ein Gummituch vakuumdicht gespannt.

Der Heizstrahler wird unter das beschriebene Paket ge­ fahren und innerhalb etwa 25 Sekunden der untenliegende große Vlies-Stanzling auf etwa 200°C erhitzt.

Der Strahler wird ausgefahren und umgehend die gekühlte Form-Matritze durch den Abdeckrahmen hochgefahren. Durch Anlegen von Vakuum wird das vorher beschriebene Paket aus Vlies und Schaum in die Form gedrückt, worin es innerhalb von etwa 2 Minuten zum geformten Polster­ teil erstarrt.

Danach kann der Polsterformling entnommen und zweck­ mäßig weiter verarbeitet werden.

Claims (2)

1. Polsterung für Federkernsitze, bestehend aus Poly­ urethanweichschaum und einem damit verbundenen Vlies, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Vlies in einer oder mehreren Lagen aus mindes­ tens bis 180°C temperaturbeständigen Fasern be­ steht, welche mittels eines thermoplastischen Bin­ demittels verbunden sind,
  • b) die Polyurethanweichschaumschicht offenporig ist, mindestens 5 Minuten bei 200°C temperaturbestän­ dig ist, eine Dicke von mindestens 10 mm und ein Raumgewicht von mindestens 15 kg/m3 aufweist, und
  • c) der Verbund von Schaum und Vlies aus einem Heiß­ schmelzkleber besteht, der eine Wärmestandfestig­ keit von mindestens 120°C und eine Siegeltempera­ tur von unter 180°C aufweist, wobei die Differenz der Siegeltemperatur des Heißschmelzklebers und die Plastifizierungstemperatur des Bindemittels des Vlieses nicht mehr als 50°C beträgt, und
  • d) die Polsterung unter Einwirkung von Druck und Wär­ me verformt ist.
2. Verfahren zur Herstellung von Polsterungen für Feder­ kernsitze, bestehend aus Polyurethanweichschaum und einem damit verbundenen Vlies, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) ein Vlies mit einer oder mehreren Lagen aus mindes­ tens bis 180°C temperaturbeständigen Fasern, wel­ che mittels eines thermoplastischen Bindemittels verbunden sind, mit
  • b) einer offenporigen Polyurethanweichschaumschicht, die mindestens 5 Minuten bei 200°C temperaturbe­ ständig ist, eine dicke von mindestens 10 mm und ein Raumgewicht von mindestens 15 kg/m3 aufweist, mittels eines Heißschmelzklebers, der eine Wärme­ standfestigkeit von mindestens 120°C und eine Siegeltemperatur von unter 180°C aufweist, wobei die Differenz der Siegeltemperatur des Heiß­ schmelzklebers und Plastifizierungstemperatur des Bindemittels des Vlieses nicht mehr als 50°C be­ trägt, miteinander verklebt und vorzugsweise gleichzeitig unter Einwirkung von Druck und Wärme verformt und in der Form unter Zuhaltung erkalten läßt.
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